JP2009012566A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】カーカスコードのクリース及び露出が生じにくく、操縦安定性に優れた空気入りタイヤ２の提供。
【解決手段】カーカス１０は、第一プライ２６及び第二プライ２８からなる。第一プライ２６は、コア２２の周りを、軸方向内側から外側に向かって折り返されている。この折り返しにより、第一プライ２６に主部３０と一対の折り返し部３２とが形成されている。第二プライ２８は、端３４の近傍において、折り返し部３２とオーバーラップしている。第一プライ２６は、並列された多数の第一コードとトッピングゴムとからなる。第二プライ２８は、並列された多数の第二コードとトッピングゴムとからなる。第一コードは、アラミド繊維からなる。第二コードは、ナイロン繊維からなる。第二コードの熱収縮率は、第一コードの熱収縮率よりも大きい。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。詳細には、本発明は、空気入りタイヤのカーカスの改良に関する。

近年の自動二輪車の高性能化は、めざましい。この自動二輪車には、空気入りラジアルタイヤが装着される。このタイヤは、ラジアルタイプのカーカスを備えている。このカーカスは、ビードにて折り返されたカーカスプライを有する。カーカスプライは、ラジアル方向に延びる多数のコードを含む。コードは、有機繊維からなる。典型的な有機繊維は、ナイロン繊維である。アラミド繊維からなるコードが用いられたタイヤも、存在する。アラミド繊維の比強度は、大きい。アラミド繊維により、タイヤの高剛性と軽量とが達成されうる。

カーカスコードの材質に関し、種々の提案がなされている。例えば、特開平７−２２３２７６号公報には、２種のコードを含むカーカスが開示されている。
特開平７−２２３２７６号公報

カーカスプライの製作では、その幅がばらつく。広すぎるカーカスプライが用いられた場合、加硫工程において、カーカスコードに張力がかからない。この結果、折り返し部においてカーカスプライにクリース（折り目）が生じうる。クリースが生じたタイヤの耐久性は、十分ではない。張力の不足は、タイヤの剛性を低下させ、操縦安定性を阻害する。特に、コードにアラミド繊維が用いられた場合、このアラミド繊維の熱収縮率が小さいことに起因して、コードに張力がかかりにくい。アラミド繊維は、クリースの発生を助長する。

カーカスプライの幅が小さく設定されれば、クリースが抑制されうる。しかし、幅が小さすぎるカーカスプライが用いられた場合、加硫工程において、カーカスコードに過剰の張力がかかる。この結果、コードがインナーライナーの内側に露出することがある。露出が生じたタイヤでは、エアーが抜けやすい。

本発明の目的は、カーカスコードのクリース及び露出が生じにくく、操縦安定性に優れた空気入りタイヤの提供にある。

本発明に係る空気入りタイヤは、その外面がトレッド面をなすトレッドと、このトレッドの端から半径方向略内向きに延びる一対のサイドウォールと、このサイドウォールよりも半径方向略内側に位置する一対のビードと、トレッド及びサイドウォールの内側に沿って両ビードの間に架け渡されたカーカスとを備える。このカーカスは、多数の第一コードを含む第一プライと、多数の第二コードを含む第二プライとを有する。この第一プライがビードにて折り返されることにより、この第一プライに主部と一対の折り返し部とが形成されている。第二プライはビードで折り返されておらず、かつこの第二プライの端の近傍は折り返し部とオーバーラップしている。第二コードの熱収縮率は、第一コードの熱収縮率よりも大きい。

好ましくは、第一プライの幅Ｗと、理想幅Ｗｉとの差（Ｗ−Ｗｉ）は、０ｍｍ以上３ｍｍ以下である。

好ましくは、第一コードの熱収縮率Ｃ１は１．０％以下であり、第二コードの熱収縮率Ｃ２は２．０％以上である。

好ましくは、第二コードの熱収縮率Ｃ２と第一コードの熱収縮率Ｃ１との差（Ｃ２−Ｃ１）は、２．０％以上である。

好ましくは、第一コードはアラミド繊維からなり、第二コードはナイロン繊維からなる。

本発明に係る空気入りタイヤでは、加硫工程において、第二コードが熱収縮をおこす。この熱収縮により、第二プライが折り返し部を引っ張る。折り返し部に張力がかかるので、この折り返し部にクリースが生じない。張力によって大きな剛性が達成されるので、このタイヤは操縦安定性に優れる。このタイヤには、適正な幅の第一プライが用いられうる。この第一プライは、インナーライナーの内側へ露出しない。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ２の一部が示された断面図である。この図１において、上下方向が半径方向であり、左右方向が軸方向（幅方向）であり、紙面との垂直方向が周方向である。このタイヤ２は、図１中の一点鎖線ＣＬを中心としたほぼ左右対称の形状を呈する。この一点鎖線ＣＬは、タイヤ２の赤道面を表す。このタイヤ２は、トレッド４、サイドウォール６、ビード８、カーカス１０、ベルト１２、インナーライナー１４及びチェーファー１６を備えている。このタイヤ２は、チューブレスタイプである。このタイヤ２は、自動二輪車に装着される。

トレッド４は、耐摩耗性に優れた架橋ゴムからなる。トレッド４は、半径方向外向きに凸な形状を呈している。トレッド４は、トレッド面１８を備えている。このトレッド面１８は、路面と接地する。トレッド面１８には、溝２０が刻まれている。この溝２０により、トレッドパターンが形成されている。トレッド４に溝２０が刻まれなくてもよい。

サイドウォール６は、トレッド４の端から半径方向略内向きに延びている。このサイドウォール６は、架橋ゴムからなる。サイドウォール６は、撓みによって路面からの衝撃を吸収する。さらにサイドウォール６は、カーカス１０の外傷を防止する。

ビード８は、サイドウォール６よりも半径方向略内側に位置している。ビード８は、コア２２と、このコア２２から半径方向外向きに延びるエイペックス２４とを備えている。コア２２は、リング状である。コア２２は、複数本の非伸縮性ワイヤー（典型的にはスチール製ワイヤー）を含む。エイペックス２４は、半径方向外向きに先細りである。エイペックス２４は、高硬度な架橋ゴムからなる。

カーカス１０は、第一プライ２６及び第二プライ２８からなる。第一プライ２６は、両側のビード８の間に架け渡されており、トレッド４及びサイドウォール６の内側に沿っている。第一プライ２６は、コア２２の周りを、軸方向内側から外側に向かって折り返されている。この折り返しにより、第一プライ２６に主部３０と一対の折り返し部３２とが形成されている。主部３０と一対の折り返し部３２との境界は、コア２２の直下である。第二プライ２８は、赤道面ＣＬにおいて第一プライ２６の半径方向外側に位置している。この第二プライ２８の端３４は、コア２２にまでは至っていない。換言すれば、第二プライ２８はビード８にて折り返されていない。第二プライ２８の端３４の近傍は、折り返し部３２の軸方向外側に位置している。このカーカス１０は、いわゆる「１＋１−０」構造を有している。

第二プライ２８は、端３４の近傍において、折り返し部３２とオーバーラップしている。端３４の近傍は、折り返し部３２と積層されており、この折り返し部３２に接合されている。

ベルト１２は、ベルトプライ３６からなる。ベルトプライ３６は、赤道面ＣＬにおいて第二プライ２８の半径方向外側に位置している。図示されていないが、このベルトプライ３６は、コードとトッピングゴムとからなる。コードは実質的に周方向に延びており、螺旋状に巻かれている。このベルト１２は、いわゆるジョイントレス構造を有する。コードは、有機繊維からなる。好ましい有機繊維としては、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。ベルト１２にスチールコードが用いられてもよい。２以上のプライから、ベルト１２が形成されてもよい。カットプライから、ベルト１２が形成されてもよい。

このタイヤ２の製造では、カーカスプライ２６、２８、ビード８、ベルトプライ３６、トレッド４用のゴムシート、サイドウォール６用のゴムシート等がアッセンブリーされて、グリーンタイヤが得られる。このグリーンタイヤが、金型内で加圧及び加熱される。加圧及び加熱により、ゴム組成物が金型内で流動する。加熱により、ゴムに架橋反応が起こる。加圧及び加熱により、タイヤ２が成形される。加圧及び加熱の工程は、加硫工程と称される。

図２は、図１のタイヤ２の一部が示された拡大断面図である。図２には、赤道面ＣＬに沿った断面が示されている。図２には、第一プライ２６及び第二プライ２８が示されている。第一プライ２６は、並列された多数の第一コード３８とトッピングゴム４０とからなる。第二プライ２８は、並列された多数の第二コード４２とトッピングゴム４４とからなる。第一コード３８及び第二コード４２が赤道面ＣＬに対してなす角度の絶対値は、７０°から９０°である。換言すれば、このカーカス１０はラジアル構造を有する。第一コード３８及び第二コード４２は、有機繊維からなる。好ましい有機繊維としては、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。

第二コード４２の熱収縮率Ｃ２は、第一コード３８の熱収縮率Ｃ１よりも大きい。この第二コード４２は、加硫工程において十分に収縮する。前述の通り、第二コード４２の端３４の近傍が折り返し部３２とオーバーラップしているので、加硫工程において、第二コード４２が折り返し部３２を引き上げる。折り返し部３２には、第一コード３８が収縮しなくても、十分な張力がかかる。この張力により、折り返し部３２のクリースが抑制される。この張力により、タイヤ２の大きな剛性が達成される。このタイヤ２は、操縦安定性に優れる。

このタイヤ２では、クリースの抑制が意図されて第一プライ２６の幅が短く設定される必要がない。しかも、クリースの抑制が意図されて第一コード３８に熱収縮率が大きな繊維が用いられる必要がない。従って、主部３０に過剰の張力がかかることがない。このタイヤ２では、インナーライナー１４の内側への第一コード３８の露出が生じにくい。

第一コード３８の熱収縮率Ｃ１は、１．０％以下が好ましい。熱収縮率Ｃ１が１．０％以下である第一コード３８が用いられることにより、第一プライ２６の主部３０に過剰の張力が生じにくい。この観点から、熱収縮率Ｃ１は０．５％以下がより好ましい。理想的には、熱収縮率Ｃ１は０．０％である。

第二コード４２の熱収縮率Ｃ２は、２．０％以上が好ましい。熱収縮率Ｃ２が２．０％以上である第二コード４２が用いられることにより、折り返し部３２に十分な張力がかかる。この観点から、熱収縮率Ｃ２は２．５％以上がより好ましく、２．８％以上が特に好ましい。熱収縮率Ｃ２は、５％以下が好ましい。

第二コード４２の熱収縮率Ｃ２と第一コード３８の熱収縮率Ｃ１との差（Ｃ２−Ｃ１）は、２．０％以上が好ましい。差（Ｃ２−Ｃ１）が２．０％以上であるタイヤ２では、クリースが抑制され、大きな剛性が達成され、かつ第一コード３８の露出が抑制される。この観点から、差（Ｃ２−Ｃ１）は２．５％以上がより好ましく、２．８％以上が特に好ましい。差（Ｃ２−Ｃ１）は、５％以下が好ましい。

第一プライ２６の幅Ｗと、理想幅Ｗｉとの差（Ｗ−Ｗｉ）は、０ｍｍ以上３ｍｍ以下が好ましい。換言すれば、第一プライ２６の幅Ｗは、理想幅Ｗｉと同一か、又は多少大きいことが好ましい。幅Ｗが上記範囲に設定されることにより、第一コード３８の露出が抑制される。幅Ｗが理想幅Ｗｉより大きい場合でも、第二コード４２の熱収縮により、折り返し部に十分な張力がかかる。予備成形において、第一プライ２６はフォーマーに巻かれ、このフォーマーに一対のビード８が嵌められる。このときの、一方のビード８から他方のビード８までの距離が、幅Ｗである。理想幅Ｗｉは、タイヤ２の設計図における、一方のビード８から他方のビード８までの第一プライ２６の周長である。

第一コード３８には、アラミド繊維が特に適している。アラミド繊維の比強度は、大きい。アラミド繊維が採用されることにより、タイヤ２の軽量が達成されうる。アラミド繊維は熱的安定性に優れるので、走行中のタイヤ２の発熱によっても、タイヤ２の性能が変動しにくい。アラミド繊維からなる第一コード３８の繊度は、４４０ｄｔｅｘ以上１１００ｄｔｅｘ以下が好ましい。この第一コード３８の密度は、３５エンズ／５ｃｍ以上６５エンズ／５ｃｍ以下が好ましい。

アラミド繊維の熱収縮率は、ほぼ０％である。第一コード３８にアラミド繊維が用いられる場合、第二コード４２には、下記の有機繊維が適している。
ナイロン繊維 熱収縮率：２．８％
レーヨン繊維 熱収縮率：２．０％
ポリエステル繊維 熱収縮率：４．０％
ポリエチレンナフタレート繊維 熱収縮率：４．０％

第二コード４２には、ナイロン繊維が特に適している。ナイロン繊維は、タイヤ２の乗り心地に寄与しうる。ナイロン繊維からなる第二コード４２の繊度は、９００ｄｔｅｘ以上１４００ｄｔｅｘ以下が好ましい。この第二コード４２の密度は、３０エンズ／５ｃｍ以上５０エンズ／５ｃｍ以下が好ましい。

熱収縮率の測定では、１８０℃のオーブンにコード３８、４２が投入される。コード３８、４２は、無負荷の状態で２０分間保持される。オーブンから取り出されたコード３８、４２は、常温（２３℃）まで自然冷却される。熱収縮率Ｃは、下記数式によって算出される。
C = (L1 - L2) / L1
L1:オーブン投入前のコードの、常温における長さ
L2:オーブンから取り出されたコードの、常温における長さ

図１において、両矢印Ｌで示されているのは、折り返し部３２と第二プライ２８とのオーバーラップ距離である。第二コード４２の収縮時に折り返し部３２に十分な張力がかかるとの観点から、オーバーラップ距離Ｌは１０ｍｍ以上が好ましく、１５ｍｍ以上がより好ましい。タイヤ２の軽量の観点から、オーバーラップ距離Ｌは４０ｍｍ以下が好ましく、３５ｍｍ以下がより好ましい。

本発明では、タイヤ２の各部材の寸法及び角度は、タイヤ２が正規リムに組み込まれ、正規内圧となるようにタイヤ２に空気が充填された状態で測定される。測定時には、タイヤ２には荷重がかけられない。本明細書において正規リムとは、タイヤ２が依拠する規格において定められたリムを意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「標準リム」、ＴＲＡ規格における「Design Rim」、及びＥＴＲＴＯ規格における「Measuring Rim」は、正規リムである。本明細書において正規内圧とは、タイヤ２が依拠する規格において定められた内圧を意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「最高空気圧」、ＴＲＡ規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に掲載された「最大値」、及びＥＴＲＴＯ規格における「INFLATION PRESSURE」は、正規内圧である。

図３は、本発明の他の実施形態に係る空気入りタイヤ５２の一部が示された断面図である。このタイヤ５２は、トレッド５４、サイドウォール５６、ビード５８、カーカス６０、ベルト６２、インナーライナー６４及びチェーファー６６を備えている。このタイヤ５２では、カーカス６０以外の部材の構成は、図１に示されたタイヤ２のそれらと同等である。

カーカス６０は、第一プライ６８及び第二プライ７０からなる。第一プライ６８は、両側のビード５８の間に架け渡されており、トレッド５４及びサイドウォール５６の内側に沿っている。第一プライ６８は、ビード５８の周りを、軸方向内側から外側に向かって折り返されている。この折り返しにより、第一プライ６８に主部７２と一対の折り返し部７４とが形成されている。第二プライ７０は、赤道面ＣＬにおいて第一プライ６８の半径方向外側に位置している。この第二プライ７０の端７６は、コア７８にまでは至っていない。換言すれば、第二プライ７０はビード５８にて折り返されていない。第二プライ７０の端７６の近傍は、主部７２と折り返し部７４との間に位置している。このカーカス６０は、いわゆる「１−１」構造を有している。

第二プライ７０は、端７６の近傍において、折り返し部７４とオーバーラップしている。端７６の近傍は、折り返し部７４と積層されており、この折り返し部７４に接合されている。

図示されていないが、第一プライ６８は、並列された多数の第一コードとトッピングゴムとからなる。第二プライ７０は、並列された多数の第二コードとトッピングゴムとからなる。第一コード及び第二コードが赤道面ＣＬに対してなす角度の絶対値は、７０°から９０°である。換言すれば、このカーカス６０はラジアル構造を有する。

第一コードの材質は、図２に示された第一コード３８の材質と同等である。第二コードの材質は、図２に示された第二コード４２の材質と同等である。このタイヤ５２においても、第二コードの熱収縮率Ｃ２は、第一コードの熱収縮率Ｃ１よりも大きい。この第二コードは、加硫工程において十分に収縮する。前述の通り、第二コードの端７６の近傍が折り返し部７４とオーバーラップしているので、加硫工程において、第二コードが折り返し部７４を引き上げる。折り返し部７４には、第一コードが収縮しなくても、十分な張力がかかる。この張力により、折り返し部７４のクリースが抑制される。張力により、タイヤ５２に剛性が付与される。

このタイヤ５２では、クリースの抑制が意図されて第一プライ６８の幅が短く設定される必要がない。しかも、クリースの抑制が意図されて第一コードに熱収縮率が大きな繊維が用いられる必要がない。従って、主部７２に過剰の張力がかかることがない。このタイヤ５２では、インナーライナー６４の内側への第一コードの露出が生じにくい。

このタイヤ５２においても、第一プライ６８の幅Ｗと、理想幅Ｗｉとの差（Ｗ−Ｗｉ）は、０ｍｍ以上３ｍｍ以下が好ましい。換言すれば、第一プライ６８の幅Ｗは、理想幅Ｗｉと同一か、又は多少大きいことが好ましい。幅Ｗが上記範囲に設定されることにより、第一コードの露出が抑制される。幅Ｗが理想幅Ｗｉより大きい場合でも、第二コードの熱収縮により、折り返し部７４でのクリースが抑制されうる。

このタイヤ５２においても、折り返し部７４と第二プライ７０とのオーバーラップ距離Ｌは１０ｍｍ以上が好ましく、１５ｍｍ以上がより好ましい。タイヤ５２の軽量の観点から、オーバーラップ距離Ｌは４０ｍｍ以下が好ましく、３５ｍｍ以下がより好ましい。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［実施例１］
図１に示された断面を有する自動二輪車用リアタイヤを得た。カーカスの構造は、「１＋１−０」である。第一コードはアラミド繊維からなり、第二コードはナイロン繊維からなる。差（Ｗ−Ｗｉ）は、０ｍｍに設定された。このタイヤのサイズは、「１９０／５０Ｒ１７」である。

［実施例２から５］
差（Ｗ−Ｗｉ）を下記の表１に示される通りとした他は実施例１と同様にして、実施例２から５のタイヤを得た。

［実施例６から９及び比較例１から２］
第二コードの材質及び差（Ｗ−Ｗｉ）を下記の表１及び２に示される通りとした他は実施例１と同様にして、実施例６から９及び比較例１から２のタイヤを得た。

［実施例１０］
図３に示された断面を有する自動二輪車用リアタイヤを得た。カーカスの構造は、「１−１」である。第一コードはアラミド繊維からなり、第二コードはナイロン繊維からなる。差（Ｗ−Ｗｉ）は、０ｍｍに設定された。このタイヤのサイズは、「１９０／５０Ｒ１７」である。

［実施例１１］
差（Ｗ−Ｗｉ）を下記の表２に示される通りとした他は実施例１０と同様にして、実施例１１のタイヤを得た。

［比較例３］
第二コードの材質及び差（Ｗ−Ｗｉ）を下記の表２に示される通りとした他は実施例１０と同様にして、比較例３のタイヤを得た。

［クリース］
タイヤを分解し、クリースの有無を目視で検査した。下記の基準に従い、格付けを行った。
Ａ：クリースが生じていない
Ｂ：程度が小さいクリースが生じている
Ｃ：程度が大きいクリースが生じている
この結果が、下記の表１及び２に示されている。

［第一コードの露出］
タイヤの内周面を目視で観察し、インナーライナーの内側への第一コードの露出を検査した。下記の基準に従い、格付けを行った。
Ａ：露出が生じていない
Ｂ：程度が小さい露出が生じている
Ｃ：程度が大きい露出が生じている
この結果が、下記の表１及び２に示されている。

［官能評価］
タイヤを自動二輪車に装着した。この自動二輪車を、サーキットコースで走行させた。ライダーに、操縦安定性及び乗り心地を評価させた。この結果が、下記の表１及び２に示されている。数値が大きいほど、好ましい。

表１及び２に示されるように、各実施例のタイヤは諸性能に優れている。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

本発明に係るタイヤは、自動二輪車の前輪及び後輪に装着されうる。本発明に係るタイヤは、他の車輌にも装着されうる。

図１は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの一部が示された断面図である。 図２は、図１のタイヤの一部が示された拡大断面図である。 図３は、本発明の他の実施形態に係る空気入りタイヤの一部が示された断面図である。

符号の説明

２、５２・・・空気入りタイヤ
４、５４・・・トレッド
６、５６・・・サイドウォール
８、５８・・・ビード
１０、６０・・・カーカス
２６、６８・・・第一プライ
２８、７０・・・第二プライ
３０、７２・・・主部
３２、７４・・・折り返し部
３８・・・第一コード
４０、４４・・・トッピングゴム
４２・・・第二コード

Claims (5)

1. その外面がトレッド面をなすトレッドと、このトレッドの端から半径方向略内向きに延びる一対のサイドウォールと、このサイドウォールよりも半径方向略内側に位置する一対のビードと、トレッド及びサイドウォールの内側に沿って両ビードの間に架け渡されたカーカスとを備えており、
   このカーカスが、多数の第一コードを含む第一プライと、多数の第二コードを含む第二プライとを有しており、
   この第一プライがビードにて折り返されることにより、この第一プライに主部と一対の折り返し部とが形成されており、
   上記第二プライがビードで折り返されておらず、かつこの第二プライの端の近傍が折り返し部とオーバーラップしており、
   上記第二コードの熱収縮率が第一コードの熱収縮率よりも大きい空気入りタイヤ。
2. 上記第一プライの幅Ｗと、理想幅Ｗｉとの差（Ｗ−Ｗｉ）が０ｍｍ以上３ｍｍ以下である請求項１に記載のタイヤ。
3. 上記第一コードの熱収縮率Ｃ１が１．０％以下であり、第二コードの熱収縮率Ｃ２が２．０％以上である請求項１又は２に記載のタイヤ。
4. 上記第二コードの熱収縮率Ｃ２と第一コードの熱収縮率Ｃ１との差（Ｃ２−Ｃ１）が２．０％以上である請求項１から３のいずれかに記載のタイヤ。
5. 上記第一コードがアラミド繊維からなり、第二コードがナイロン繊維からなる請求項１から４のいずれかに記載のタイヤ。

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